• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권6호
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• pp.345-350
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• 2014

The surface oxidation mechanism of lead-free solder alloys has been investigated with multiple reflow using X-ray photoelectron spectroscopy. It was found that the solder surface of Sn-Ag-Cu-In solder alloy is surrounded by a thin $InO_x$ layer after reflow process; this coating protects the metallic surface from thermal oxidation. Based on this result, we have performed a wetting balance test at various temperatures. The Sn-Ag-Cu-In solder alloy shows characteristics of both thermal oxidation and wetting balance better than those of Sn-Ag-Cu solder alloy. Therefore, Sn-Ag-Cu-In solder alloy is a good candidate to solve the two problems of easy oxidation and low wettability, which are the most critical problems of Pb-free solders.

• 지질공학
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• 제20권3호
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• pp.281-295
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• 2010

새롭게 구축된 자동 흙-함수특성곡선 시험장치는 측정원리가 간단하고 연속적인 측정이 가능하며, 시험자에 의해 발생될 수 있는 오차를 최소화하여 보다 정확한 불포화토의 흙-함수특성곡선을 산정할 수 있다. 본 시험장치는 압력조절장치, 플로우셀, 물저장소, 공기방울트랩, 저울, 시료준비장치, 측정시스템 등으로 구성되어 있다. 공기의 압력은 0-300 kPa범위까지 적용할 수 있으며, 단기간내 시험을 완료할 수 있다. 본 시험장치에서는 건조과정과 습윤과정을 재현할 수 있으며, 측정 자동화 프로그램(SWRC)을 이용하여 건조과정과 습윤과정에 따른 시료내 함수비 변화를 실시간으로 확인할 수 있다. 본 시험기를 이용하여 상대밀도 75%인 주문진 표준사에 대한 건조 및 습윤과정의 체적함수비에 따른 모관흡수력을 측정하였다. 측정결과, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 동일한 체적함수비에서 대한 모관흡수력 값이 다르게 나타나는 이력현상(hysteresis)이 발생하였다. 측정된 결과를 토대로 기존의 Brooks and Corey, van Genuchten 및 Fredlund and Xing 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선을 예측하였다. 결정계수를 이용하여 이들 방법에 대한 정확성을 평가한 결과 대상토질조건의 경우 van Genuchten방법이 신뢰성이 가장 높은 것으로 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.199-201
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• 2006

The wetting balance test was carried out to compare the wettability of Sn-Xwt%Cu($0{\sim}3$wt%) solders. And, IMCs which were formed at interface between solders and substrates were investigated by using XRD(x-ray diffractometer), SEM(scanning electron microscope) and EDS(energy dispersive spectroscope). The value of ${\gamma}_[fl}$ and(${\gamma}_{fs}-{\gamma}_{ls}$) had a tendency to increase with increasing wetting temperature. The activation energy that was calculated between the bare Cu substrate and flux was increased in the following order Sn-0.7wt%Cu(68.42 kJ/mol);Sn-3.0wt%Cu(72.66 kJ/mol);100wt%Sn solder(94.53 kJ/mol).

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권4호
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• pp.7-15
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• 2000

질소분위기 중에서 솔더 접합부의 특성 및 solderability을 검토하기 위하여 대기분위기와 질소분위기에서의 젖음성을 평가하였다. 또한 솔더접합부의 브리지결함(bridge defect)을 대기와 질소분위기 중에서 비교 검토하였다. 이 결과, 질소분위기 중에서 Cu표면을 사포로 연마한 시편, Cu표면에 Sn-Pb 및 Sn으로 도금한 시편에서 젖음성이 향상되었다. 대기분위기에 비해 젖음시간은 약 0.2~0.45초 정도 시간이 감소하였고, 최대젖음력 ($F_{max}$)도 대기중에 비해 약 1.8~2.8 N 정도가 커졌다. 질소유량에 따른 젖음시간($t_2$)과 젖음력을 측정한 견과 질소유량이 10 1/min에서 30 1/min으로 증가함에 따라 대기중 분위기에 비해 젖음시간($t_2$)는 약 0.25초 정토 감소하였고, 젖음력은 2.3 N 정도 상승하였다. 따라서, 질소분위 기에서 무세정용 플럭스를 사용해도 젖음성이 떨어지는 것을 보완 할 수 있다. 질소분위기에서는 젖음성을 향상시키고 산화물(dross)를 억제시켜주어 대기 중 보다 브리지 (Bridge)발생률이 25~76%정도 떨어졌다. 브리지 발생률은 피치간격이 미세할수록 질소분위기가 대기 중 보다 감소하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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• pp.104-108
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• 2002

This paper was investigated the lead free solder characteristics by P mass percentage chang e. Tension test, wetting balance test, spread test, and analysis of intermetallic compound after isothermal aging of Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.005P, Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.01P, Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.02P, Sn-0.7Cu-0.005P were performed for estimation. By adding P on the solder alloys, it was showe d improvement of tensile strength, reduction of intermetallic compound growth and reduction of oxidization of fusible solder under wave soldering processes. After comparing solder alloy containing P with tin lead eutectic solder alloy, p containing solder alloys showed much better solderability than eutectic solder alloys.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.791-797
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• 2002

This paper introduces the partial melting process for solder application and characterization of its feasibility using Sn-Ag, and Sn-Cu solder alloys. ill order to show that the liquid phase in the semi-liquid state maintains the similar wettability as single-phase liquid, the wetting balance tests are conducted with varying temperatures and compositions. Also, as a new soldering technology, the microstructural and mechanical test were investigated. The results from this research indicate that the partial melting can yield satisfactory sider joints as long as the liquid phase acquires sufficient chemical activity. At a condition where the partial melting is effective, a direct correlation between the wettability and the surface tension is found to exist.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.43-47
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• 2001

Sn-3Ag-8Bi-5In 솔더는 중온계 무연솔더의 하나로서 개발되었다. In함유 솔더는 고가이지만, 솔더의 융점은 Sn-Ag-Cu 합금계보다 낮다. 본 연구에서 사용된 Sn-3Ag-8Bi-5In 솔더의 용융범위는 188~$204^{\circ}C$ 사이이다. 본 연구에서는 Sn-3Ag-8Bi-5In 솔더의 무연솔더로서의 적용가능성을 조사하기 위하여 솔더의 젖음특성을 평가하였다. Sn-3Ag-8Bi-5In 솔더의 젖음성을 기존 솔더 및 다른 무연솔더와 비교하기 위하여 Sn-37Pb, Sn-3.5Ag 공정솔더의 젖음특성도 조사하였다. 실험결과 영점시간과 젖음시간은 Sn-3Ag-8Bi-5In솔더의 경우 $240^{\circ}C$에서 각각 1.1, 2.2 초로서 Sn-37Pb 및 Sn-3.5Ag 무연솔더에 비하여 비슷하거나 다소 우수하였다. 또한, Sn-3Ag-8Bi-5In의 평형젖음력은 $240^{\circ}C$에서 5.8 mN으로 Sn-37Pb 솔더보다 낮고 Sn-3.5Ag 솔더보다 높았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권2호
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• pp.63-68
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• 2000

This paper introduces the partial melting process for solder application and characterization of its possibility using off-eutectic Pb-Sn alloy. In order to show that the liquid phase in the semi-liquid state maintains the wettability as the single-phase liquid, the wetting balance test are conducted with varying temperatures and compositions. The results are then compared with the surface tension of liquid, both measured and calculated, to examine the correlation. The results from this investigation indicate that the partial melting can yield satisfactory solder joints as long as the liquid phase acquires sufficient chemical activity. At a condition where the partial melting is effective, a direct correlation between the wettability and the surface tension is found to exist. All alloys are found to show a reasonable wettability in semi-liquid state.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.123-128
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• 2018

플럭스의 활성제 종류에 따른 솔더페이스트의 인쇄성 및 젖음성을 평가하였다. 활성제는 디카르복실산 계열로 탄소기의 개수가 0인 옥살산, 1인 말론산, 2인 숙신산, 3인 글루타르산, 4인 아디프산, 5인 피메릭산이 사용되었다. SMT scope로 $250^{\circ}C$에서 용융솔더를 실시간 관찰했을 때, 글루타르산을 사용한 솔더가 가장 매끈한 표면을 갖고, 젖음성도 우수함을 알 수 있었다. 슬럼프율은 탄소기 개수가 1, 2, 3인 말론산, 숙신산, 글루타르산을 활성제로 사용했을 때 작았고, 퍼짐성은 활성제의 탄소기 개수가 2 이상인 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피메릭산을 사용했을 때 우수하였다. 웨팅밸런스로 젖음성을 분석한 결과 탄소기 개수가 3이상일 때, 제로크로스타임이 1초 이하로 우수함을 알 수 있었다. 탄소기 개수가 0, 1인 옥살산, 말론산을 플럭스 활성제로 사용하였을 때, 제로크로스 타임이 길고 최대 젖음력이 낮았다. DSC와 TGA를 통해 옥살산과 말론산을 활성제로 사용한 플럭스는 솔더링 시 분해가 발생되고, 이로 인해 활성도가 떨어져서 디웨팅 등이 발생하였다. 글루타르산은 재산화가 적고, 높은 젖음성과 낮은 슬럼프 특성을 보여 주었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권5호
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• pp.64-69
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• 2012

Sn-Bi eutectic alloy has been widely used as one of the key solder materials for step soldering at low temperature. The Sn-58Bi solder paste containing chloride flux was adopted to compare with that using the chloride-free flux. The paste was applied on the electroless nickel-immersion gold (ENIG) surface finish by stencil printing, and the reflow process was then performed at $170^{\circ}C$ for 10 min. After reflow, the solder joints were aged at $125^{\circ}C$ for 100, 200, 300, 500 and 1000 h in an oven. The interfacial microstructures were obtained by using scanning electron microscopy (SEM), and the composition of intermetallic compounds (IMCs) was analyzed using energy dispersive spectrometer (EDS). Two different IMC layers, consisting of $Ni_3Sn_4$ and relatively very thin Sn-Bi-Ni-Au were formed at the solder/surface finish interface, and their thickness increased with increasing aging time. The wettability of solder joints was investigated by wetting balance test. The mechanical property of each aging solder joint was evaluated by the ball shear test in accordance with JEDEC standard (JESD22-B117A). The results show that the highest shear force was measured when the aging time was 100 h, and the fracture mode changed from ductile fracture to brittle fracture with increasing aging time. On the other hand, the chloride flux in the solder paste did not affect the shear force and fracture mode of the solder joints.